KR100307576B1 - 사무용의자의조절가능한기둥 - Google Patents

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윌리암 이 스텀프
로드니 씨 스초엔펠더
도날드 채드윅
캐롤린 켈러
티모시 피 코필드
랜디 제이 세이어스
제프리 더블유 브러너
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Abstract

기초부재(44), 시트(32), 등받이(34) 및 연결장치(40)를 포함하는 경사 가능한 의자에 있어서, 연결장치(40)가 시트 및 등받이를 하향 및 후방으로 경사지도록 하기에 적합하며 또한 사용자의 히프 관절들과 정렬되어 있는 회전축(52)에 대한 시트의 회전운동을 허용하도록 되어 있다. 본 발명의 또 다른 특징들은 의자의 시트를 지지하기 위한 수직조절이 가능한 기둥(42), 관통하는 중심구멍 및 주변에 형성된 리셉터클을 가진 지지장치, 리셉터클 안쪽에 끼워지기 적합한 이동부재, 중심 구멍을 덮는 탄성 재료막(210), 및 회전운동을 허용하도록 의자에 설치되기에 적합한 한 쌍의 팔걸이(36)를 제공하는 것이다.

Description

사무용 의자의 조절 가능한 기둥
제1도는 등받이, 시트 및 팔걸이 한 쌍을 가진 사무용 의자의 우선 실시예의 사시도이다.
제2도는 의자의 정면도이다.
제3도는 의자의 우측면도이다.
제4도는 의자의 좌측면도이다.
제5도는 의자의 배면도이다.
제6도는 의자의 평면도이다.
제7도는 의자의 저면도이다.
제8도는 앞으로 경사진 위치에서의 시트 및 등받이를 보이는 의자의 측면도이다.
제9도는 뒤로 경사진 위치에서의 시트 및 등받이를 보이는 의자의 측면도이다.
제10도는 선택된 전방, 중간 및 후방으로 경사진 위치에서의 시트 및 등받이를 보이는 의자의 측면도이다.
제11A도는 기둥 조립체의 우선 실시예의 횡단면을 보이는 상승된 위치에서의 의자의 측단면도이다.
제11B도는 제11A도의 기둥 조립체가 접혀진 위치에 있는 것을 보이는 하강된 위치에서의 의자의 측단면도이다.
제12A도는 기둥 조립체의 또다른 실시예의 횡단면을 보이는 상승된 위치에서의 의자의 측단면도이다.
제12B도는 제12A도의 기둥 조립체가 접혀진 위치에 있는 것을 보이는 하강된 위치에서의 의자의 측단면도이다.
제13도는 제11A도 및 제11B도에서 보여진 기둥 조립체의 또다른 실시예의 횡단면도이다.
제14도는 쇄선들에 의해 표시된 여러 회전위치들에게 팔걸이들을 보이는 의자의 평면도이다.
제15도는 팔걸이 조립체, 등받이 프레임 및 연결조립체의 분해도를 보이는 의자의 사시단면도이다.
제16도 및 제17도는 팔걸이 조립체의 대체 실시예를 나타내는 분해 평면도들이다.
제18도는 제16, 17도에서 보여진 팔걸이 조립체의 횡단면도이다.
제19도는 등받이 및 버팀대의 대체 실시예를 나타내는 배면단면도이다.
제20도는 제19도에서 보여진 등받이 및 버팀대의 횡단면도이다.
제21도는 강조를 위해 여러 부분이 제거된 경사제어장치를 나타내는 정면도이다.
제22도는 제21도에서 선 22-22를 따라 취해진 경사제어장치의 횡단면도이다.
제23도는 강조를 위해 여러부분이 제거된 제 21, 22도에서 보여진 경사제어장치의 평면도이다.
제24 및 제25도는 후방 경사 제한장치를 보이는 경사제어장치의 측면도들이다.
제26 및 27도는 전방 경사 제한 장치를 보이는 경사제어장치의 측면도들이다.
제28 및 29도는 경사제어장치들을 작동하기 위한 장치들의 횡단면도들이다.
제30도는 시트의 사시 분해도이다.
제31도는 제30도에서 보여진 시트의 사시도이다.
제32도는 제31도에서 선 32-32를 따라 취해진 시트의 횡단면도이다.
제33도는 제31도에서 보여진 시트의 횡단면도이다.
제34도는 제32도에서 선 34-34를 따라 취해진 시트의 횡단면도이다.
제35도는 제31도에서 보여진 시트의 횡단면도이다.
제36도는 시트막의 분해단면도이다.
제37 및 38도는 제36도에서 선들 37-37 및 38-38을 따라 취해진 막의 횡단면도들이다.
제39도는 시트막에 고정된 상하 직기부재들 및 고정부재들의 평면도이다.
제40도는 제39도에서 선 40-40을 따라 취해진 직기부재들, 고정부재들 및 막의 횡단면이다.
제41도는 하부 형틀 부재의 평면도이다.
제42도는 하부 형틀 부재에 적재된 직기부재 및 막의 평면도이다.
제43도는 제42도에서 선 43-43을 따라 취해진 직기부재, 막 및 형틀 부재들의 횡단면도이며, 조립전의 형틀 부재를 나타내고 있다.
제44도는 직기부재 및 막에 대해 조립된 제43도에서의 형틀 부재들의 횡단면도이다.
제45도는 제42도에서 선 45-45를 따라 취해진 직기부재, 막 및 형틀 부재들의 횡단면도이며, 조립전의 형틀 부재를 나타내고 있다.
제46도는 직기부재 및 막에 대해 조립된 제45도에서의 형틀 부재들의 횡단면도이다.
제47도는 중공 및 막을 보이는 제44, 46도에서의 조립된 형틀 부재들의 횡단면 분해도이다.
제48도는 제47도에서 선 48-48을 따라 취해진 형틀 부재들 및 막의 횡단면도이다.
제49도는 시트의 대체 실시예의 사시도이다.
제50도는 제49도에서 보여진 시트의 분해횡단면도이다.
제51도는 시트의 또 다른 대체 실시예의 사시도이다.
제52도는 제51도에서 보여진 시트의 횡단면도이다.
제53도는 시트의 또 다른 대체 실시예의 사시도이다.
제54-56도는 제26도에서의 선들 54-54, 55-55 및 56-56을 따라 취해진 제53도의 시트의 횡단면도들이다.
*부호 설명*
30 ... 의자 32 ... 시트
33 ... 시트프레임 34 ... 등받이
36 ... 팔걸이 38 ... 하우징
40 ... 연결장치 42 ... 2단 지지기둥
44 ... 다리 46 ... 바닥
48 ... 바퀴 50 ... 제1링크
52 ... 시트프레임의 측부 54 ... 회전점
55 ... 제2링크 58 ... 제2링크의 제1부분
60 ... 제2링크의 제2부분 62 ... 제1부분의 후단부
64 ... 등받이 프레임 66 ... 제2부분의 정면단부
68 ... 유효 회전축 70 ... 제한 링크
72, 74 ... 제한링크의 단부 76 ... 클레비스(clevis)
110 ... 외부 안내튜브 112 ... 저부벽
114 ... 중간 튜브 116 ... 내부견부
118 ... 외부견부 120 ... 중간튜브의 하부
122 ... 중간튜브의 상부 124 ... 외부튜브의 칼라
126 ... 내부 신축튜브 128 ... 내부튜브의 상부 모서리
130 ... 고정칼라 132 ... 가스 스프링
134 ... 공기압 실린더 136 ... 피스톤 로드
138 ... 피스톤 로드의 단부 140 ... 제어핀
190 ... 부싱 200 ... 슬롯
201 ... 모서리 202, 204, 206 ... 원형부분
374, 378 ... 홑섬유
본 발명은 사무용 의자, 특히 여러가지 업무를 수행할 수 있도록 사용자의 신체를 인체 공학적으로 바람직한 위치에 지지할 수 있는 높이조절이 가능하고 경사가 가능한 사무용 의자에 관한 것이다.
사무용 의자는 대개 한 단위로서의 시트 및 등받이의 경사 또는 시트에 대한 등받이의 경사가 가능하도록 구성된다. 시트에 회전 가능하게 부착된 등받이를 가진 재래식 의자에 있어서, 시트에 대한 등받이의 운동은 사용자의 다리 및 등에 작용하는 전단력을 발생시킬 수 있다. 이 전단력은 사용자의 의복을 끌어당김으로써 사용자를 불편하게 한다. 이러한 전단력을 보상하기 위한 시도로서, 어떤 사무용 의자는 미국특허 제2,859,801호(무어) 및 4,429,917호(디프리엔트)에 명시된 바와 같이, 시트가 경사질 때 회전하는 등받이를 갖고 있다. 경사위치들 사이에서 사용자의 다리 및 몸체의 회전 운동에 자연적으로 적합한 의자를 제공하기 위하여, 사용자의 히프 관절들의 축에 대해 회전하는 하나의 시트 및 등받이를 가진 의자가 좋다.
경사 위치들 사이의 안락한 경사를 더욱 보증하고 주어진 경사위에 있는 동안 사용자의 편안함을 증가시키기 위해서는, 사용자의 발목에 대해 유효 회전점이 존재하는 경사장치를 가진 의자가 바람직하다. 이러한 발목 경사특성은 의자를 경사지게 하는 데 필요한 노력을 감소시키며, 또한 사용자의 다리 아래쪽에 작용하는 시트의 전방 모서리의 압력을 감소시키며, 사용자의 발이 바닥에 편평하게 되도록 한다.
어떤 경사 의자들은 이러한 발목 경사특성을 갖고 있지만, 사용자의 업무 강도에 관계없이 편안함을 보장하고 피로를 최소화하기 위해 몸 전체의 자세 및 몸체의 상대적인 위치에 역점을 두고 있는 것들은 하나도 없다. 대부분의 사무환경에서 작업자는, 책상에서의 글쓰기, 구술, 전화사용, 또는 화상 터미널(VDT)에서의 타자작업등과 같은 여러 가지 업무를 수행한다. 이러한 업무들은 수행되고 있는 고유의 업무 강도가 다를 뿐만 아니라, 개인적으로는 주어진 업무의 강도를 증가시키거나 감소시키기를 바랄 수도 있다. 결과적으로 편안함을 보장하고 피로를 최소화하기 위한 신체의 최적 위치 또한 다르게 된다. 따라서, 강도 높은 작업, 보통의 작업, 또는 한가한 작업들을 수행하기 위하여 사용자의 신체를 인체 공학적으로 최적 위치에 자동적으로 지지하는 의자를 만드는 것이 바람직하다. 사용자의 크기 및 체형에 관계없이 여러 작업들에 대해 사용자의 팔을 최적위치에 놓기 위한 조절 가능한 팔걸이들을 구비하는 것도 바람직하다.
종래의 사무용 의자의 단점은 시트 또는 등받이의 구조 및 재질에 있다. 이러한 시트들은 대개 천, 가죽 또는 유사한 것들로 된 덮개를 가진 단일밀도 또는 배밀도 거품 패드를 갖고 있다. 이러한 형태의 시트는 사용자의 히프에 적합하게 변형이 가능한 쿠션을 제공한다. 그러나, 변형 가능한 쿠션은 사용자의 위치 및 시트의 경사위치에 따라 변하는 자체 조절지지를 제공하지 못한다. 이러한 시트는 또한 천의 또 하나의 층으로 작용하기 때문에 충분한 통기성을 제공하지 못한다. 신축성 막을 사용한 의자에 있어서, 이 막들은 대개 시트의 프레임에 직접 부착된다. 종종, 막은 막의 모서리 부분을 프레임을 구성하는 일정거리 떨어진 막대들 둘레에 감싸 프레임에 부착되기도 한다. 이러한 시트의 막은 수선이나 교체가 어려운데, 이는 보수작업을 위해서 의자가 분해되어야 하기 때문이다. 또한, 이러한 부착의 구조적인 요구조건은 프레임 및 막의 형태 및 크기를 제한한다.
대개, 사무용 의자의 시트들은 시트의 수직 방향 조절을 위해 제공되는 1단 신축기등에 의해 지지된다. 이러한 기둥들은 기저 튜브 안에서 미끄럼이 가능한 신축튜브에 설치된 가스 스프링을 갖고 있다. 미국 표준협회(A.N.S.I.) 및 사무 및 시설용 가구 제조자 협회(B.I.F.M.A)에 의해 결정된 지표에 따르면, 미국에서의 종래의 사무용 의자들은 대개 바닥에서 약 16.0 인치의 시트 높이로부터 약 20.5인치까지 조절이 가능하다. 그럼에도 불구하고, 매우 크거나 작은 사용자들이 사용할 수 있고, 전 세계인들을 수용하기 위해서는 이러한 높이 조절범위를 초과하는 것이 바람직하다.
대개, 사용자의 무릎 또는 발목에 대해 경사지는 시트들에 대해서는 높이 조절범위를 초과하기가 어렵다. 1단 지지기둥 위에 작용하는 모멘트들을 분리하기 위하여 공기압 제품 제조자들을 대개 튜브들 사이의 최소 중복 길이를 2.95인치(75mm)로 맞춘다. 이러한 "발목경사" 및 "무릎경사" 의자들은 상대적으로 큰 경사 하우징을 갖고 있기 때문에, 튜브들 사이의 필요한 중복길이를 유지하는 동안 최저 및 최고 시트 높이를 제공하기 어렵게 된다. 이러한 형태의 경사 의자들은 또한 회전축이 지지기둥으로부터 분리되어 있기 때문에 튜브들 위에 더 큰 모멘트를 주게 된다. 따라서, 의자시트의 최소높이를 감소시키고 최대높이를 증가시키기 위한 더 큰 행정을 허용하기 위해, 더욱 큰 중복 길이를 가진 수직 조절이 가능한 지지기둥을 제공하는 것이 바람직하다.
요약하면, 본 발명은 여러 가지 업무들을 수행하기 위해 인체 공학적으로 바람직한 위치에 사용자의 몸체를 지지하는 하나의 시트, 등받이 및 한 쌍의 팔걸이를 가진 사무용 의자에 관한 것이다.
본 발명의 일면에 있어서, 연결장치는 전단력이 사용자의 의복을 당기는 것을 막기 위해 시트 및 등받이를 하향 및 후방으로 기울이고, 사용자의 히프 관절들과 실질적으로 정렬된 회전축에 대한 시트의 회전운동을 허용하기에 적합하다.
본 발명의 또 다른 일면에 의하면, 연결장치는 시트 및 등받이가 하향 및 후방으로 기울어지도록 하여, 바닥에 발이 고정된 사용자의 발목에 있는 유효 회전점에 대해 회전하도록 하기게 적합하다.
본 발명의 또 다른 일면에 의하면, 수직조절 가능한 기둥은 하나의 외부 안내튜브, 이 외부 안내튜브 안에서 미끄럼이 가능한 중간 신축튜브 및 중간 튜브 안에서 미끄럼이 가능한 내부 신축튜브를 갖고 있다. 외부 안내튜브는 지지 스탠드에 설치되며, 내부튜브는 시트 지지부재에 연결되는 상부를 갖고 있다. 가스 스프링이 제공되며, 이 가스 스프링은 내부 튜브 안에 설치된 실린더, 실린더로부터 외부로 뻗어있고 외부 안내부재의 기저에 연결된 단부를 가진 피스톤 로드, 및 작동기 부재와의 작동 결합을 위해 실린더의 상부에 설치된 제어핀 장치를 갖고 있다. 피스톤 로드는 내부튜브 및 실린더가 완전히 중간튜브 안에 있고, 중간 튜브가 완전히 외부 안내튜브 안에 있게되는 접혀진 위치 및 실린더 및 내부튜브의 일부가 중간튜브로부터 외부로 뻗어있고, 중간튜브의 일부가 외부 안내튜브로부터 외부로 뻗어 있게 되는 상승된 위치사이에서 연장이 가능하다.
본 발명의 또 다른 일면에 의하면, 의자의 시트 및 등받이는 중심구멍을 가진 프레임 부재 및 이 부재의 주변에 형성된 리셉터클을 갖고 있다. 탄성재질의 막이 중심구멍을 덮고 있으며, 리셉터를 안쪽에 끼워진 이동부재에 부착되기 적합하다.
본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 한 쌍의 팔걸이들은 사용자의 팔뚝이 위치하는 각도를 수용하기 위해, 등받이의 면에서 수직한 면에서의 회전운동을 가능하게 하도록 의자에 설치되기에 적합하다.
본 발명의 우선 실시예에 있어서, 결합장치는 사용자의 히프 관절들과 정렬된 회전축을 정의하기 위해 시트의 측면부분에 붙어 회전이 가능한 하나의 단부를 가진 한쌍의 제1링크들을 갖고 있다. 한 쌍의 제2링크들은 제1링크들 및 등받이에 단단히 연결된 제1단면 및 이 제1단면으로부터 하향으로 경사진 제2단면을 갖고 있다. 제2단면은 기저부의 전방부분에 회전 가능하게 설치된 하나의 단부에서 끝난다. 제한링크는 시트의 후방부분에 회전 가능하게 부착된 하나의 단부 및 시트의 경사를 제한하기 위해 기저부에 회전 가능하게 부착된 또 하나의 단부를 갖고 있다. 제1링크들, 제2링크들 및 제한링크들은 바닥에 발이 고정된 사용자의 발목에 시트의 유효 회전점을 형성하기 위해 배열되어 있다. 따라서, 시트는 사용자의 히프 축에 대해 회전함으로써, 등받이 및 시트가 후방으로 기울 때에 이들 사이의 각도를 증가시킨다.
의자는 사용자 등의 허리부위를 지지하기 위한 굽은 단면을 갖는 것이 좋다. 시트에 대한 등받이의 더 큰 후방경사는 사용자의 허리부분의 위치변화를 수용하기 위해 굽은 단면을 낮춘다.
의자는 또한 사용장의 허리부위 근처에서 등받이를 수평으로 가로지르는 높이 조절이 가능하고 유연한 스트랩 부재를 갖는 것이 선호된다. 스트랩 부재는 또한 사용자의 등을 지지하기 위해 필요한 장력을 제공하기 위해 측면조절이 가능하다. 팔걸이들은 등받이와 함께 기울기에 적합하므로, 이들 사이의 각이 경사지는 동안 일정하게 유지된다. 팔걸이들은 폴(pawl) 및 랙(rack) 장치에 의해 등받이 프레임에 대한 높이가 조절되는 것이 바람직하다. 또한, 탄성재질의 막은 사용자의 몸체의 외형을 수용하기 위하여 이동부재를 리셉터클 안으로 삽입하기 전에 미리 펼쳐져 있는 것이 바람직하다. 이동부재는 일체 구조를 가지고 있으며, 리셉터클 안에 압착하여 끼워 맞춰지기에 적합하고, 막의 모서리 부분이 또한 프레임 부재 리셉터클 안으로 스냅식으로 끼워지도록 배열될 수 있으며, 막의 모서리 부분은 이동부재에 용접될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 다른 경사 가능한 사무용 의자들보다 뛰어난 장점을 제공한다. 예를 들면, 가장 우선적인 실시예에서, 시트 및 등받이는 의자가 기우는 동안 사용자의 몸체에 자연적으로 적합하게 됨으로써, 사용자의 넓적다리 및 몸체 위에 작용하는 전단력을 감소시키며, 무릎에서 사용자의 넓적다리 아래쪽에 작용하는 압력을 감소시킨다. 이러한 의자는 또한 사용자의 몸체를 여러 가지 강도의 업무들을 수행하기에 인체 공학적으로 바람직한 위치에서 자동적으로 지지한다. 사용자의 중량은 균일하게 분배되며, 무게중심의 이동은 사용자가 평형 및 균형을 유지하도록 보상된다. 따라서, 사용자의 몸체는 피로를 줄이고, 여러 가지 업무를 수행하기 위해 적당히 조절되며, 최대의 긴장감 또는 휴식을 취할 수 있고, 또한 완전한 안락을 보장하도록 위치된다. 또한, 의자의 수직조절범위는 종래의 사무용 의자보다 더 낮은 최저 높이 및 더 높은 최대높이를 허용하도록 증가된다.
본 발명의 목적 및 장점들은 첨부된 도면을 참조하여 이제부터 상세히 설명될 것이다.
제 1-7도는 중간 경사 위치에 있는 의자(30)의 우선 실시예를 나타내고 있다. 의자(30)는 시트(32), 등받이(34) 및 한 쌍의 팔걸이(36) 장치들을 포함하고 있다. 시트(32) 및 등받이(34)는 연결장치(40)에 의해 경사조절 하우징(38)에 연결되어 있다. 경사 조절 하우징(38)은 다리(44)의 중앙에 고정된 수직조절이 가능한 2단 지지기둥(42)위에 설치된다. 다리(44)는 다수의 바퀴(48) 또는 유사한 것에 의해 바닥 위에서 이동 가능하게 지지된다.
본 발명의 우선 실시예에서, 연결장치(40)는 회전축을 사용자의 히프 관절들에 갖기 위해, 회전점(54)에서 시트 프레임(33)의 상향으로 뻗은 측부(52)에 부착되어 회전하는 한 쌍의 제1링크(50)를 갖고 있다. 한 쌍의 제2링크(56) 각각은 실질적으로 직선인 제1부분(58)을 갖고 있으며, 제1링크(50)가 이 부분에 부착되어 고정되고, 제2부분(60)은 제1부분(58)으로부터 하향 경사져 있다. 각 제1부분(58)의 상향으로 뻗은 후단부(62)는 등받이(34)의 프레임(64)에 연결되어 있으며, 각각의 제2부분(60)의 안으로 뻗어 있는 정면단부(66)는 경사조절 하우징(38)의 전방 부분에 회전하도록 설치된다. 따라서, 단단히 연결된 제1링크(50) 및 제2링크(56)는 바닥(46)에 발이 고정된 사용자의 발목에 유효 회전점(68)을 형성시키는 4절 링크 중에서 하나의 막대로서 작용한다.
제 8-10도에서 잘 보여지는 바와 같이, 시트(32) 및 등받이(34)는 동시에 뒤로 기우는 동안 히프 회전점(54)에 대해 회전한다. 시트(32)의 경사도를 제한하기 위하여, 연결장치(40)는 제1링크(50) 및 제2링크(56), 시트(32)와 경사조절 하우징(38)과 결합하여 4절 링크를 형성하는 한 쌍의 제한 링크(70)을 포함한다. 제한 링크(70)는 제2링크(56)의 정면단부(66)가 하우징(38)에 부착되어 있는 아래 뒤쪽에 경사조절 하우징(38)의 정면부분에 회전하도록 부착된 하나의 단부(72)를 갖고 있다. 제한 링크(70)의 또 하나의 단부(74)는 시트(32)의 후방 모서리로부터 아래로 뻗어 있는 대응 클레비스(76)에 회전하도록 부착된다. 따라서, 시트(32)는 제1링크(50)에 회전하도록 설치되었기 때문에, 히프 회전점(54)에 대해 회전하며, 등받이(34)는 제2링크(56)가 제1링크(50)에 연결, 고정되어 있으므로 같은 회전점(54)에 대해 회전한다. 또한, 시트(32) 및 등받이(34)는 정면단부(66)의 회전점에 대해 동시에 회전하며, 제한 링크(70)은 시트(32)가 사용자의 발목에서 유효회전축(68)에 대해 회전하도록 한다.
전술한 의자구조의 하나의 이점은 사용자가 여러 위치들 사이에서 경사지게 될때, 사용자의 다리 및 몸통에 걸쳐진 의복 위에 작용하는 전단력을 최소화하는 것이다. 본 발명에 의하면 사용자의 다리 및 몸통이 히프 관절들에 대해 자연적으로 회전하기 때문에, 사용자의 의복은 경사위치가 바뀌어도 당겨지지 않게 된다. 이러한 시트(32) 및 등받이(34)의 경사가 사용자의 발목에 대해 회전하는 시트와 연관시켜 기술될지라도, 시트(32) 및 등받이(34)는 다른 축들에 대해 회전하기에 적합하도록 되어 있다. 예를 들면, 제2링크(56)은 종래의 "너클 경사(knuckletilt)"를 제공하기 위해 정면단부가 지지기둥(42) 바로 위의 경사 하우징 장치에 회전하도록 설치되도록 구성될 수 있다. 제2링크(56)은 또한 제1링크(50)에 단단히 고정될 수 있으며, 제2링크(50)은 원하는 위치에 경사조절 하우징(38)에 회전하도록 설치될 수 있다.
여러 경사 위치들 사이에서 경사져 있는 동안에, 사용자의 안락함은 본 발명의 발목 경사특성에 의해 또한 증가된다. 시트(32)는 사용자의 발목에 대해 뒤로 경사지게 되므로, 사용자는 발을 바닥으로부터 떼지 않고도 별다른 노력 없이 뒤로 기울일 수 있게 된다. 연결장치(40)의 구조는 또한 시트(32)의 경사를 가능하게 함으로써, 전방 모서리부분(78)이, 사용자의 무릎에서 대퇴부의 아래쪽에 가해지는 압력을 최소화하기 위해 크게 상승하지 않고도 뒤로 이동할 수 있게 된다.
본 발명의 또 하나의 이점은 사용자의 작업강도 또는 수행업무의 종류에 관계없이 인체 공학적으로 바람직한 자세에서 사용자의 몸체의 위치선정을 하게 된다는 점이다. 이를 위해, 시트(32) 및 등받이(34)가 강도 높은 업무, 보통업무 및 한가한 업무에 대응하는 적어도 하나의 전방, 중간 및 후방 경사 위치들 사이에서 경사가 가능하게 되어 있다.
강도 높은 작업에서 주의력을 증가시키고, 피로를 최소화하기 위하여 제8도 및 제10도에서 보여지는 바와 같이 의자(30)가 앞으로 기울어지는 것이 바람직하다. 이 위치에서 시트(32)는 바닥(46)으로부터 약 6˚의 각도로 앞으로 기울어지며, 시트(32) 및 등받이(34) 사이의 각도는 약 95˚이다. 이러한 경사 위치는 사용자의 발이 바닥에 평평하게 놓여 있고, 몸체 및 대퇴부 사이의 각도가 90˚이상이 되며, 척추중심선이 바닥(46)에 거의 수직이 되고, 사용자의 머리가 바닥에 수직하거나 앞으로 약간 굽어지게 되는 다소 기대는 전진 자세에서 사용자의 몸체를 지지하게 된다. 전방경사 위치는 강도 높은 업무수행을 위해 바람직하게 눈의 망상조직을 증가시키고 경각심을 일으키게 하는 혈압을 증가시키게 된다. 사용자의 대퇴부 및 몸체 사이의 열림각은 또한 경각심을 더욱 증가시키는 호흡을 강화시킨다.
일반 작업을 위한 주의력 있는 자세로 몸체를 유지하는 동안에 안락함을 보장하고 피로를 최소화하기 위하여, 의자(30)는 제1-7도에서 도시되고 제10도의 쇄선으로 나타난 바와 같이 중간위치로 경사지게 된다. 이 위치에서, 시트(32)는 거의 수평이 되며, 등받이 및 시트 사이의 각도는 거의 104˚가 된다. 따라서, 사용자의 몸체는 발이 바닥에 평평하게 있고, 몸체 및 대퇴부 사이의 각도가 증가하며, 머리가 바닥에 수직이 되는 다소 기대는 후방위치에 지지된다.
후방 경사위치에서(제 9, 10도), 시트(32)는 바닥(46)으로부터 약 11˚의 각도로 뒤로 기울어지며, 등받이 및 시트사이의 각도는 약 108˚가 된다. 사용자의 몸체의 발이 바닥에 평평하게 있고, 장딴지 및 대퇴부 사이의 각을 더욱 열기 위해 의자(30)로부터 더 떨어지게 되는 뒤로 기대는 위치에서 지지된다. 사용자의 몸체 및 대퇴부 사이의 각도는 증가하게 되고, 사용자의 머리는 바닥에 수직하게 유지된다. 사용자의 몸체는 또한 실질적인 중량이동이 히프로부터 척추까지 발생함으로써, 척추 디스크들 위에 가해지는 압력을 완화하게 하는 위치를 향해 뒤로 기울게 된다.
등받이(34)에 관하여 시트(32)를 전술한 위치에 놓기 위하여, 제1링크(50), 제2링크(56) 및 제한링크(70)은 시트 및 등받이가 뒤로 기울어질 때(제8-10도), 시트(32) 및 등받이(34) 사이의 각도가 증가할 수 있도록 구성된다. 등받이(34) 및 바닥(46) 사이의 각도는 시트 및 바닥사이의 각도보다 더 큰 속도로 증가하는 것이 선호된다. 발목 유효회전축(68)에 대한 시트(32) 및 등받이(34)의 후방경사에 대해 필요한 저항력을 제공하기 위해, 또한 더 나아가서 히프 회전점(54)에 대한 제1링크(50) 및 등받이(34)의 경사를 제한하기 위해, 비틀림 또는 압축스프링과 같은 경사제어장치가 경사조절 하우징(38)안에 위치해 있다. 제2링크(56)은 아래에 더욱 상세히 기술되는 경사제어장치에 의해 앞쪽 위로 힘을 받게 된다. 또한, 조절 가능한 후방경사 제한장치가 의자(30)의 최대 후방경사를 바꾸기 위해 제공되며, 전방경사 제한장치가 제 1-7도에서 보여진 수평 중간위치를 지나는 의자(32)의 전방경사를 막기 위해 제공된다. 후방 및 전방경사 제한장치들은 아래에서 상세히 기술될 것이다. 경사 잠금장치가 의자(30)를 전방, 중간 및 후방 경사위치들에 고정하기 위하여 제공될 수 있다. 이것은 시트(32)의 이동을 또한 방해하는 필요한 경사위치에 제2링크(56) 및 등받이(34)를 고정시킴으로써 이루어질 수 있다. 이러한 종류의 경사장치의 한 예가 미국특허 제4,555,085호(바우어 외) 및 제 4,099,775호(미젤)에 명시되어 있다.
의자(30)는 또한 여러 체형의 사용자의 몸체를 바닥 또는 작업 면에 관하여 인체 공학적으로 바람직한 위치들에 위치시키기 위하여 높이조절이 가능하다. 2단 수직조절 지지기둥(42)은 어떤 형태의 의자에도 사용될 수 있으며, 여기서 기술된 의자(30)에 제한되지 않는다.
제11A 및 11B도에서, 지지기둥의 저부벽(112)이 바닥(46)으로부터 일정거리 만큼 떨어진 형태로, 지지기둥(42)은 다리(44)에 설치된 외부 안내튜브(110)를 가진다. 중간튜브(114)는 외부 안내튜브(110)안에 미끄럼이 가능하도록 위치한다. 중간튜브(114)는 상부(122)보다 더 큰 내경 및 외경을 가진 하부(120)를 만들기 위해 튜브의 중간에 내부견부(116) 및 외부견부(118)를 갖고 있다. 중간튜브(114)의 하부(120)는 외부 안내튜브(110)에 대해 미끄럼이 가능하게 지지되며, 원하는 위치에 고정되었을 때, 외부 안내튜브(110) 및 중간 신축튜브의 하부(120)의 겹치는 부분이 의자(30) 위에 앉아 있는 사용자를 지지하기 위해 튜브 위에 작용하는 어떠한 모멘트라도 제거하게 된다. 중간튜브(114)의 상향이동을 제한하기 위하여, 고정칼라(124)가 외부 안내튜브(110)의 정상에 설치되며, 중간튜브(114)의 상부(122)를 미끄럼이 가능하도록 수용한다. 상승위치에서 중간튜브(114)의 외부견부(118)는 외부 안내튜브(110)의 칼라(124)에 대해 지지된다.
내부 신축튜브(126)는 중간튜브(114) 안에 미끄럼이 가능하게 위치하며, 경사조절 하우징(38)에 설치된 상부를 갖고 있다. 내부 신축튜브(126)는 중간튜브(114)의 상부(122)에 대해 미끄럼이 가능하게 지지되며, 필요한 위치에 고정되었을 때, 내부 신축튜브(126) 및 중간튜브 상부(122)의 중복부분들은 또한 의자(30)위에 앉은 사용자를 지지하기 위해 튜브 위에 작용하는 어떠한 모멘트도 제거한다. 또한, 튜브들 위에 작용하는 모멘트는, 내부 신축튜브(126)의 상부모서리(128)가 종래의 지지기둥보다 경사 하우징(38)에 더 가까우므로, 튜브들 위에 작용하는 모멘트 아암을 감소시킴으로써 최소화된다. 내부 신축튜브(126)의 상향이동을 제한하기 위하여 고정칼라(130)가 내부 신축튜브(126)의 저부 모서리에 설치되며, 중간튜브(114)의 하부에 대해 미끄럼이 가능하게 지지된다. 고정 칼라(130)는 또한 내부 신축튜브(126)가 상향으로 이동할 때, 칼라와 함께 중간 튜브(114)를 이동시킨다.
의자의 수직 위치를 조절하기 위하여, 공기압 실린더(134)를 가진 종래의 가스 스프링(132)이 내부 신축튜브(126)안에 설치된다. 피스톤 로드(136)가 실린더부터 축방향으로 바깥쪽으로 뻗어 있으며, 외부 안내튜브(110)의 저부벽(112)에 연결된 하나의 단부(138)를 갖고 있다. 하나의 제어핀(140)이 종래의 작동기 부재와의조절 가능한 결합을 위해 실린더(134)의 천정 벽으로부터 상향으로 뻗어있다. 작동기 부재는 제1링크(50) 위에 포장된 케이블의 단부 위에서 제어 노브(knob)에 의해 작동된다. 피스톤 로드(136)는 접혀진 위치(제12도) 및 상승위치(제11도) 사이에서 신축이 가능하다. 접혀진 위치에서, 실린더(134) 및 내부 신축튜브(126)는 중간튜브(114)안에 있으며, 중간튜브(114)는 외부 안내튜브(110)안에 있게 된다. 상승위치에서는 실린더(134)의 일부 및 내부 신축튜브(126)가 중간튜브(114)로부터 바깥쪽으로 뻗어 있으며, 중간튜브(114)의 상부(122)는 외부 안내튜브(110)로부터 바깥쪽으로 뻗어 있다.
따라서, 중간튜브(114)는 추가적인 중첩 지지영역을 제공하며, 경사 하우징(38) 및 시트(32)가 더 높이 상승되도록 하기 위해 외부 안내튜브(110) 위에 작용하는 모멘트 아암을 감소시킨다. 중간튜브(114) 때문에 경사 하우징(38) 및 시트(32)에 의해 얻을 수 있는 추가 높이는 외부 안내튜브(110)의 필요한 높이를 감소시킨다. 결과적으로 의자(30)는 종래의 의자들보다 더 높고 더 낮은 위치까지 이동할 수 있게 된다. 바닥(46) 및 외부 안내튜브(110)의 저부벽(112) 사이의 거리는 약 1/2인치가 되며, 외부 안내튜브(110)의 높이는 경사 하우징(38)이 바닥으로부터 약 9인치의 높이로 낮춰지도록 약 8.5 인치가 된다. 또한, 피스톤 로드(136)의 행정은 경사 하우징(38)이 바닥으로부터 약 16인치의 높이까지 상승하도록 약 7인치가 된다.
제12A-13도는 지지기둥(42)의 대체 실시예를 도시하고 있다. 이 실시예들은 앞서 기술된 실시예와 유사하여, 제12A-13도에 보여지는 유사한 부분들은 동일한 참조번호로 표시된다. 제12A, 12B도를 참조하면, 강으로 만들어진 중간튜브(114)는 원통형이며, 외부 안내튜브(110) 및 내부 신축튜브(126)로부터 방사상으로 이격되어 있다. 외부튜브 안의 중간튜브(114)를 안내하고 지지하기 위하여, 하나의 칼라(124)에 상부 부싱이 외부 안내튜브(110)의 천정부로부터 방사상 안쪽으로 뻗어 있으며, 하부 부싱(111)이 중간튜브(114)의 저부로부터 방사상 바깥쪽으로 뻗어 있다. 따라서, 상부 부싱은 중간튜브의 외부면(113)을 미끄럼이 가능하게 지지하며, 하부 부싱(111)은 중간튜브(114)가 외부 안내튜브(110) 안에서 축방향으로 움직일 때 외부 안내튜브(110)의 내부면(115)을 미끄럼이 가능하게 지지한다. 사용자가 의자 위에 앉을 때, 부하지지 베어링 부싱들 사이의 거리는 중간튜브(114)위에 작용하는 어떠한 모멘트라도 제거하기 위해 작용하는 모멘트 아암을 형성한다. 외부 안내튜브(110) 안에서의 중간튜브의 상향운동을 제한하기 위하여, 고리형 밴드모양의 제1스페이서(117)가 외부 안내튜브(110), 중간튜브(114) 및 상기 부싱들 사이에 위치해 있다. 제 12B도에서 도시된 바와 같이, 제1스페이서(117)는 튜브(110 및 114) 사이에 느슨하게 끼워짐으로써, 부싱이 중간튜브(114)와 함께 아래로 이동할 때 중간튜브 하부 부싱(111) 위에 위치하도록 한다.
내부 신축튜브(126)는 또한 중간튜브(114)로부터 방사상으로 이격되어 있으며, 원통형으로 제작되고 강으로 만들어진다. 중간튜브(114) 안에 내부 신축튜브(126)를 지지하고 안내하기 위하여 하나의 칼라(130)에 부싱이 내부 신축튜브(126)의 저부로부터 방사상 바깥쪽으로 뻗어있으며, 상부 부싱(119)은 중간튜브(114)의 천정부로부터 방사상 안쪽으로 뻗어있다. 중간튜브(114)안에 내부튜브(126)를 안내하기 위하여, 내부튜브의 칼라(130)부 부싱은 중간튜브(114)의 내부면을 미끄럼이 가능하게 지지하고 있으며, 중간튜브 상부 부싱(119)은 내부 신축튜브(126)의 외부면(123)을 미끄럼이 가능하도록 지지한다. 따라서, 부하 지지부싱(119 및 130위치) 사이의 거리는 내부 신축튜브(126) 위에 작용하는 모든 모멘트를 제거하기 위하여 작용하는 모멘트 아암을 제한한다. 내부 신축튜브(126)의 상향운동을 제한하기 위하여, 고리형 밴드모양의 제2스페이서(125)가 내부 신축튜브(126), 중간튜브(114) 및 부싱(130위치 및 119) 사이에 위치해 있다. 제12A도에서 보여지는 바와 같이, 의자의 최대 높이는 부싱(111, 119, 124위치 및 130위치)을 지지하는 제1 및 제2 고리형 스페이서(117 및 125)의 높이에 의해 제한된다.
따라서, 튜브(110, 114 및 126) 사이의 중첩거리, 또는 특히 부하 지지 부싱(111, 119, 124위치 및 130위치) 사이의 거리는 종래의 기둥들보다 더욱 측면 지지를 제공한다. 결과적으로, 경사 하우징(38) 및 시트(32)는 더 큰 최대 높이까지 상승될 수 있으며, 더 낮은 최저높이까지 하강할 수 있게 된다. 또한, 기둥(42)의 실시예는 외부튜브의 천정부 안에 설치된 슬리브를 미끄럼이 가능하도록 지지하는 하나의 신축튜브를 가진 종래의 지지 기둥들에 비해 비용이 적게 든다. 이러한 기둥들에서는 튜브의 모든 각 운동 및 요동을 배제하기 위하여, 슬리브 및 신축튜브 사이에는 상대적으로 정밀한 공차가 유지되어야 한다. 본 발명은 튜브들의 단부들에 위치한 다수의 이격된 부하 지지 부싱들을 사용하기 때문에 중간튜브(114) 및 내부 신축튜브(126)가 요동하려는 경향이 감소하게 됨으로써, 이러한 엄밀한 공차 유지에 대한 필요성이 제거된다.
제12A, 12B도에서 보여진 실시예의 또 다른 일면은 외부 안내튜브(110)의 상부에 부착된 프루스토(frusto) 원뿔형의 설치부재(127)이다. 설치부재(127)의 외부면은 상대적으로 큰 경사도를 가지며, 또한 상대적으로 큰 경사도를 가진 다리 또는 지지 스탠드 다리(44) 안에 형성된 프루스토 원뿔형의 중공(129)과 맞물린다. 중공(129)은 다리(44)의 중심부(131) 안에 형성되며, 아래쪽으로 뻗어 있는 허브(133)에 의해 한정된다. 경사진 설치부재(127)는 중공(129)의 상부 안에 끼워지며, 외부 안내튜브(110)의 하부는 중공(129)의 내벽(135)을 지지하고, 지지기둥(42)에 대한 추가적인 측면지지를 제공한다. 대개, 종래의 지지기둥들의 외부튜브들은 다리 밖으로 뻗어 있는 원통형 천정부 및 다리에 있는 유사한 형태의 중공에 직접 설치된 약간 경사진 저부를 갖고 있다. 외부튜브의 저부가 다리에 조립될 때 중공 안에 정확히 끼워지지 않으면 약간 경사진 부분들은 외부튜브를 시트의 최저높이를 상승시키는 중공 안으로의 완전한 강하로부터 배제할 수 있게 된다. 따라서, 종래의 외부튜브들의 다소 경사진 부분들은 대개 다리 안의 중공 안에 적절히 끼워지기 위해 정밀한 공차를 요구하게 된다. 이러한 엄밀한 공차들은 유지하기 어렵고 비용이 많이 든다. 설치부재(127) 및 중공(129)은 외부 안내튜브(110)가 중공(129)안으로 완전히 떨어지는 것을 허용하는 더 큰 경사도를 제공함으로써 이러한 문제를 해결한다. 또한, 외부 안내튜브(100)는 상부가 다리(44)에 직접 설치되지 않기 때문에 엄밀한 공차를 필요로 하지 않는다.
종래의 지지기둥의 또 다른 단점은 외부튜브의 천정부가 대개 외부튜브의 천정부 안에 설치된 베어링 슬리브 위에 작용하는 스트레스가 슬리브를 변형시키는 경향이 있기 때문에 경사질 수 없다는 점이다. 위에 논의된 바와 같이, 이러한 변형은 슬리브 및 외부튜브 사이에 엄밀한 공차가 유지되어야 하기 때문에 용납될 수 없다. 결과적으로, 외부튜브의 원통형 천정부는 종종 시트의 최저 높이를 더욱 감소시키는 다리 바깥쪽으로 뻗어 있다. 지지기둥(42)이 부품들 사이에 그렇게 엄밀한 공차를 요구하지 않기 대문에, 또한 다수의 부하 지지부재들이 외부 안내튜브(110)의 천정부로부터 이동 가능하게 이격되어 있기 때문에, 프루스토 원뿔형 설치부재(127)가 튜브들을 결합할 수 있는 변형에 대한 걱정 없이, 외부 안내튜브(110)의 천정부에 설치될 수 있다. 결과적으로, 외부 안내튜브(110)의 천정부는 시트(32)의 최저높이를 더욱 줄이기 위하여 중공(129)안에 위치할 수 있다.
제13도는 외부 안내튜브(110)의 저부 안에 위치한 스프링(142)을 갖고 있는 지지기둥(42)의 또 다른 실시예를 나타낸다. 중간튜브(114)는 내부 안내튜브(126)와 함께 중간 튜브를 올리기 위해 고정 부싱과의 결합을 위한 내부 견부를 갖고 있지 않다. 차라리, 스프링(142)은 중간튜브를 위로 올리기 위해 중간튜브(114)의 저부 모서리(114)에 결합된다.
본 발명의 또 다른 일면은 높이 조절이 가능한 회전 팔걸이(36)이다. 제14도에서 가장 잘 보여지는 바와 같이, 팔걸이(36)는 등받이의 측면 모서리 부분들에 인접한 축들에 대해 회전한다. 이 축들은 팔뚝들이 위치되어 있는 각도를 수용하기 위하여 사용자의 팔뚝이 팔걸이(36) 위에 놓여 있을 때, 사용자의 팔꿈치와 거의 정렬되어 있다. 팔걸이(36)는 모든 경사 위치에서 사용자의 팔뚝들과 적절히 정렬되도록 하기 위해 등받이 프레임(64)에 설치된다.
제15도에서, 팔걸이(36)는 하나의 패드가 설치되어 있는 기초판(150) 및 수평 천정판(154)을 가진 지지 아암(152)을 갖고 있다. 기초판(150)은 나사구멍(156)을 갖고 있으며, 천정판(154)은 기초판(150)이 지지 아암(152)에 대해 회전하도록 하는 나사 파스너(fastener)(160)를 수용하기 위한 하나의 구멍(158)을 갖고 있다. 하나의 디텐트(detent) 부재(162)가 기초판(150)의 아래쪽에 있는 불규칙면과의 조절 가능한 결합을 위해 천정판(154)으로부터 상향으로 뻗어 있다. 디텐트 부재(162)는 원하는 위치에 기초판(150)을 고정하기 위해 스프링 등에 의해 기초판(150)위의 불규칙면을 향하는 방향으로 힘을 받는다. 팔걸이(36)들은 등받이(34)의 일반면에 수직한 수직평면으로부터 약 20˚안쪽 및 10˚바깥쪽으로 회전한다. 따라서, 팔걸이(36)들은 여러 체형의 사용자들을 수용하고 좁은 키보드 등과 같은 여러 작업장치들과 적절히 정렬하기 위해, 사용자의 팔뚝들과 충분한 접촉을 보장하도록 원하는 각도로 회전한다.
제15도에서, 지지 아암(152)은 이격된 측벽(166)들에 의해 한정된 중공(164), 반경을 가진 단부벽(167) 및 천정벽(168)을 갖고 있다. 하나의 폴(pawl, 170)이 지지 아암(152)의 측벽(166)사이에 뻗어 있는 하나의 핀(172)에 대한 회전운동을 위해 중공(164) 안에 위치해 있다. 하나의 작동단추(174)가 폴(170)의 상단부로부터 아래쪽으로 뻗어 있으며, 등받이 프레임(64)의 측면부재(90)로부터 바깥쪽으로 뻗어 있는 다수의 톱니(176)들과 결합하고 분리되도록 폴(170)의 하단부(175)를 회전시킨다. 폴(170)의 하단부(175)는 스프링 등에 의해 톱니(176)들 쪽으로 수직으로 힘을 받는다. 제1링크(56)의 상향으로 뻗은 후단부(62)는 종래의 파스너(fastener)들에 의해 등받이 프레임(64)의 측면부재(90)에 단단히 설치되며, 폴(170)을 미끄럼이 가능하도록 수용하기 위하여 수직 슬롯(178)을 가진 슬리브 부재로써 구성된다. 하나의 안내부재(180)가 등받이 프레임 측면부재(90)들의 톱니(176) 및 슬리브 부재 사이에 위치해 있다. 안내부재(180)는 슬리브 부재인 후단부(62)를 미끄럼이 가능하도록 지지하는 둥근면(182) 및 하단부(175)를 수용하기 위한 폴(170)의 하단부(175)와 같은 크기 및 형태를 가진 하나의 슬롯(184)을 갖고 있다. 안내부재(180)는 또한 다수의 나사 구멍(186)들을 갖고 있으며, 지지아암(152)의 단부벽(167)은 지지아암(152)이 슬리브 부재인 후단부(62)에 대해 미끄럼이 가능하게 접촉시키는 종래의 파스너들을 수용하기 위해 나사구멍(188)들을 갖고 있다.
작동에 있어서, 작동단추(174)는 등받이 프레임 측면부재(90) 위의 톱니(176)로부터 나사구멍(186)쪽 단부를 분리하도록, 핀(172)에 대해 폴(170)을 회전시키기 위하여 눌려진다. 지지아암(152)은 원하는 높이로 미끄러지며, 작동단추(174)는 톱니(176)들과 폴(170)의 나사구멍(186)쪽 단부를 결합하기 위하여, 또한 새로운 위치에 지지 아암(152)을 고정하기 위해 놓여 진다.
제16-18도는 팔걸이(36)의 대체 실시예를 나타낸다. 상기 팔걸이 지지아암(152)과 상기 기초판(150)의 지지면 중 하나에는 단단히 부착되기에 적합한 록킹(locking) 요소가 포함되는데, 이 록킹요소는 여기에 나타난 실시예에서 인덱스된 부싱(190)으로 구성된다. 지지 아암(152)의 천정판(154)은 전방부분으로부터 위로 뻗어 있는 인덱스 부싱(190) 및 후방부분으로부터 위로 뻗어 있는 회전 부싱(192)을 갖고 있다. 기초판(150)은 회전 부싱(192)을 수용하기 위해 후방부분에 있는 하나의 구멍(194) 및 인덱스 부싱(190)을 받기 위해 구멍(194)의 전방으로 위치한 곡선 슬롯(196)을 갖고 있다. 기초판(150)은 회전 부싱(192)에 대해 회전이 가능하며, 곡선 슬롯(196)은 회전 부싱(192)에 대해 일정 반경을 갖고 있다. 기초판(150)에 대한 단속적인 정지를 제공하기 위해 중간판(198)이 지지 아암(152)의 기초판(150) 및 천정판(154) 사이에 위치해 있다. 중간판(198)은 기초판(150)의 아래쪽에 부착되며, 회전부싱(192)을 수용하기 위한 하나의 구멍을 갖고 있다. 중간판(198)은 또한 기초판(150) 안의 슬롯(196) 아래 위치하여, 인덱스 부싱(190)을 수용하는 안내 부재로서 사용되는 인덱스된 슬롯(200)을 갖고 있다. 안내 부재인 인덱스된 슬롯(200)은 슬롯(196)과 같은 일정 반경을 가진 중앙선을 갖고 있다. 슬롯(200)은 인덱스 부싱(190)보다 다소 큰 직경을 가진, 상기 록킹 요소인 부싱(190)을 수용하도록 만들어진 정합부(mating portion)인 세 개의 원형부분(202, 204 및 206)에 인접한 모서리(201)에 의해 만들어진다. 모서리의 원형부분(202, 204 및 206)은 인덱스 부싱(190)을 고정하도록 구성되어있다. 인덱스 부싱(190)이 하나의 원형부분으로부터 다음까지 중간판(198) 위에 측면 힘의 적용에 의해 움직일 수 있게 된다. 따라서, 기초판(150)은 중간판(198)의 원형모서리부분(202, 204 및 206)에 의해 정의된 세 개의 고정위치들 사이에서 회전할 수 있다. 인덱스 부싱(190) 및 원형모서리부분(202, 204 및 206)은 등받이(34)의 일반면에 수직한 제1위치, 제1위치로부터 20˚안쪽에 있는 제2위치 및 제14도에서 보여지는 제1위치로부터 10˚바깥쪽에 있는 제3위치 안에 기초판(150)을 고정하기 위한 방향을 가진다. 팔걸이(36)의 다른 각도 위치들을 제공하기 위하여, 인덱스된 슬롯(200)에는 회전 부싱(192)에 대한 요구각도에 있는 원하는 수의 원형 모서리 부분들이 제공될 수 있다. 또한, 기초판(150) 및 쿠션들은 의자(30)가 모든 경사 위치에 있을 때 사용자의 팔뚝을 위한 안락한 지지를 제공하는 굽은 부분(208)을 갖고 있다.
경사위치들 사이에 있는 사용자의 몸체에 적합하고 인체 공학적으로 바람직한 위치에 몸체를 지지하도록 돕는 의자(30)의 다른 특징들이 제공된다. 예를 들면, 시트(32)는 자체 조절 탄성 막(210)을 갖고 있으며, 등받이(34)는 모든 경사위치에서 사용자를 안락하게 지지하기 위한 유사한 막(212)을 갖고 있다. 막(210, 212) 및 이 막들이 시트 및 등받이 프레임(33, 64)에 부착되는 방법은 아래에서 더욱 상세히 기술될 것이다.
사용자 등의 허리부분을 지지하기 위하여, 등받이 프레임(64)은 굽은 부분(214)을 갖고 있으며, 막(212)은 대응하는 굽은 부분(216)을 갖고 있다. 등받이(34) 및 바닥(46) 사이의 각도는 의자가 뒤로 기울어질 때, 시트(32) 및 바닥사이의 각도보다 더 큰 비율로 증가하기 때문에, 등받이의 굽은 부분(214, 216)은 아래로, 바람직하게는 모든 경사위치에서 허리를 지지하기 적당한 위치를 보장하기 위하여 전방경사 및 후방위치들 사이에서 약 1.5인치 거리로 자동적으로 이동한다.
허리 지지위치를 또한 조절하기 위해, 하나의 조절 가능한 브레이스(brace) 부재(218)가 등받이 프레임(64)의 측면 부재(220)에 부착된다. 브레이스 부재(218)는 측면 부재(220) 사이 및 등받이 막(212) 뒤에 수평으로 위치해 있다. 제15도는 직조 나일론 등과 같은 신축성 있는 물질로 만들어진 브레이스 부재(218)의 한 실시예를 나타낸다. 브레이스 부재(218)는 등받이 프레임(64)의 측면부재(220)에 형성된 수직 슬롯(224)에 의해 수용된 훅(hook) 부재(222)을 갖고 있다. 브레이스 부재(218)의 높이를 조절하기 위하여, 벨크로(등록상표, VELCRO)등과 같은 종래의 파스너가 브레이스 내의 장력을 감소시키고, 슬롯(224) 안에서의 훅 부재(222)의 운동을 허용하기 위해 분리된다. 원하는 위치에 브레이스 부재(218)를 다시 연결하기 위하여 또한 원하는 장력을 얻기 위해 브레이스 부재를 옆으로 조절하기 위한 파스너는 원하는 만큼 조여진다.
제19도 및 제20도는 브레이스 부재의 또 다른 실시예를 도시하고 있다. 이 실시예에서, 등받이 프레임(64)은 막(212)에 대해 경사짐으로써 프레임(64)의 후방 내부 모서리(226)가 막으로부터 이격되도록 한다. 브레이스 부재(218)는 타원형으로 고무 등과 같이 상대적으로 부드러운 중간 정도 단단한 물질로 만들어지는 것이 바람직하다. 제20도에서 보여지는 바와 같이, 브레이스 부재(218)는 등받이 막(212)을 지지하는 내부면(228)을 갖고 있다. 브레이스 부재(218)는 브레이스 부재(218)의 각도조절을 허용하기 위하여, 등받이 프레임(64)의 내부 모서리에 회전 가능하도록 부착된다. 이러한 각도 조절은 막(212)을 펼치며 사용자 등의 허리부분을 위한 필요위치 및 지지량을 제공한다. 예를 들면, 브레스 부재(218)는 제20도에서 실선으로 표시된 표준위치로부터, 제20도에서 쇄선으로 표시된 다른 위치로 회전할 수 있다. 브레이스 부재(218)의 상부 모서리부분(230) 및 하부 모서리부분(232) 각각은 브레이스 부재(218)가 막(212)에 상대적인 각도로 회전할 때, 사용자의 등을 지지하는 안락한 표면적을 제공하는 반경을 갖고 있다.
브레이스 부재(218)는 단부에 설치된 한 쌍은 연결장치(234, 236)에 의해 프레임에 회전 가능하도록 부착된다. 연결장치(234, 236)의 구조는 동일하며, 연결장치(234) 하나만을 참조하여 기술될 것이다. 연결장치(234)는 프레임 모서리(226)를 고정하기 위해 하나의 판(240)으로부터 수직으로 바깥쪽을 향해 뻗어있는 수직으로 정렬된 다수의 훅 부재(238)을 갖고 있다. 회전로드(242)가 판(240)으로부터 안쪽으로 수직하게 뻗어 있으며, 볼 및 소켓 형태의 배열을 가진 하나의 삽입물(244)에 의해 수용된다. 이 삽입물(244)은 브레이스 부재(218)안의 중공(246)안에 설치되며, 삽입물(244)의 축방향 이동을 방해하기 위하여 중공안의 대응하는 고리형 홈들에 의해 수용되는 다수의 고리형 리브(248)을 갖고 있다. 회전로드(242)는 브레이스 부재를 회전시키기 위하여 브레이스 부재(218)의 조절을 요구하는 충분한 마찰 결합을 통해 삽입물(244)안에 설치된다.
따라서, 조절 가능한 브레이스 부재(218)가 원하는 위치에 원하는 양만큼 사용자의 허리부분을 지지하도록 제공된다. 연결장치(234, 236)은 또한 브레이스 부재(218)의 수직조절을 허용하기 위하여 프레임 모서리(226)에 분리 가능하게 부착되기에 적합하다.
제21-27도는 본 발명의 경사제어장치를 나타낸다. 위에 기술된 바와 같이, 링크(56)들의 안쪽으로 뻗은 정면단부(66)들은 경사조절 하우징(38)의 전방부분에 회전 가능하도록 부착된다. 제한링크(70)의 단부(72)들은 링크(56)들의 정면단부(66)가 부착된 부분의 뒤쪽 아래에 하우징(38)의 전방부분에 회전 가능하게 부착된다. 링크(56)들의 정면단부(66)들은 하우징(38)을 통해 가로로 뻗어 있는 6각형축(250)에 단단히 고정되며, 한 쌍의 부싱(254)을 통해 하우징(38)의 이격된 측벽돌(251, 252)에 회전 가능하게 부착된다. 또한, 제한링크(70)들의 단부(72)들은 하우징(38)의 측벽돌(251, 252)에 회전 가능하게 부착된 가로로 뻗어 있는 막대(256)에 단단히 부착된다. 시트(32)의 후방경사에 대한 복원 토크를 제공하기 위하여, 탄성 중합체 비틀림 스프링(258)이 6각축(250)에 설치된다. 스프링(258)은 사용자가 시트(32) 위에 앉을 때, 축(250)의 회전에 저항하기 위해 축(250)에 대한 비틀림 운동을 위해 설치된다. 이러한 형태의 비틀림 스프링은 비이.에프 굳리치 컴퍼니(B.F Goodrich Company)에 의해 제작되며, 토실래스틱(등록상표, TORSILASTIC) 스프링으로 설계된다. 제 21-23도에서 보여지는 바와 같이, 6각 코어를 가진 부싱(260)이 6각축(250)에 고정, 설치되며 고무와 같은 탄성중합물질로 주조된 슬리브(262)가 부싱(260)에 고정 설치된다. 하나의 외부 금속슬리브(264)가 탄성 중합체 슬리브(262)에 고정 부착되며, 하나의 아암(266)이 외부 슬리브(264)의 방사상 바깥쪽으로 뻗어 있다. 축(250)의 회전에 대한 복원 토크를 제공하기 위하여, 아암(266)은 하우징(38)에 고정되기에 적합하다. 따라서, 시트(32)위에 앉은 사용자로부터 발생한 축(250)의 회전은 축(250)에 대한 복원토크를 가하는 탄성중합체 슬리브(262)가 비틀리도록 한다.
축(250)의 회전에 대해 스프링(258)에 의해 가해진 초기의 복원 토크는 외부 슬리브 아암(266)의 위치를 바꿈으로써 조절될 수 있다. 손쉬운 조절을 제공하기 위하여, 외부 슬리브 아암(266)은 아암(266)의 단부에 있는 하나의 홈(270)을 만드는 이격된 측부(268)을 갖고 있다. 측부(268)는 하나의 나사(274)에 나사선으로 연결된 가로 방향 블록 부재(272)와 조절 가능하게 결합된다. 나사(274)는 하우징(38)의 저부벽(276)에 설치되며 아암(266)에 있는 구멍을 통해 위로 뻗어 있다. 나사(274)의 축은 외부 슬리브(264)에 접해 있으며, 베벨 기어(278)가 나사(274)의 천정부(280)에 부착된다. 하나의 베벨 기어(282)가 앞의 베벨 기어(278)와 맞물리어 베벨기어(278)의 축을 가로지르는 축을 갖고 있다. 베벨기어(282)는 하우징(38)의 측벽(251)에 회전 가능하게 설치된 축(284)의 단부에 부착된다. 축(284)은 하우징의 측벽(251) 바깥쪽으로 수평하게 뻗어 있으며, 사용자에 대한 쉬운 접근을 제공하기 위하여 그 위에 하나의 손잡이(286)를 갖고 있다. 작동에 있어서, 축(284) 및 기어(282)는 나사(274)를 잇달아 회전시키는 기어(278)를 회전시키도록 필요한 만큼 회전된다. 나사(274)의 회전은 블록 부재(272)가 나사(274)의 축을 따라 선형으로 움직이게 하며, 이 나사는 외부 슬리브 아암(266)을 필요한 방사상의 위치로 이동시킨다. 베벨기어(278 및 282)의 기어비는 아암(266)을 움직이는 데 최소의 노력이 필요하도록 되어 있다. 따라서, 외부 슬리브 아암(266)은 스프링(258)의 초기 복원 토크를 바꾸기 위해 필요한 양만큼 쉽게 움직이며 이에 따라, 사용자가 시트(32)위에 앉을 때 시트(32) 및 등받이(34)가 뒤로 기우는 속도를 조절하게 된다.
하나의 조절 가능한 후방 경사 제한장치(290)가 시트(32) 및 등받이(34)의 최대 후방경사를 바꾸기 위해 또한 제공된다. 제24도에 가장 잘 나타나 있듯이, 하나의 캠부재(292) 및 기어(294)가 하우징(38)의 측벽(252)에 회전 가능하게 설치된 하나의 막대(296)에 설치된다. 캠부재(292)는 외부 모서리(300)에 형성된 다수의 오목면(298)들을 갖고 있다. 하나의 아암(302)이 축(250)에 고정 설치되며 한 단부에 부착된 볼록 종동부재(304)를 갖고 있다. 아암(302)은 축(250) 뒤쪽으로 뻗어 있으므로, 사용자가 시트 위에 앉을 때 종동부재(304)가 캠부재(292)의 오목면(298)들 중의 하나와 조절 가능하게 결합되도록 한다. 제24, 25도에서 보여지는 바와 같이, 축(250)의 최대 시계 방향 회전, 따라서 시트(32) 및 등받이(34)의 최대 후방경사 위치는 캠부재(292)의 위치에 의해 결정된다. 캠부재(292)의 위치를 조절하기 위하여, 하나의 파이형 부재(306)가 하우징(38)의 측벽(252)에 회전 가능하게 부착된다. 부재(306)는 기어(294)와 맞물리는 원형모서리 부분 위에 다수의 톱니(308)을 갖고 있다. 하나의 스프링(310)이 부재(306)의 시계방향 회전을 일으키기 위해 파이형 부재(306) 및 하우징(38)의 측벽(252)에 부착된다. 하나의 케이블(312)이 스프링(310)의 반대편 부재(306)에 부착되며 하우징(38)의 측벽(252)에 부착된 안내부재(314)안에서 안내된다. 작동에 있어서, 케이블(312)은 파이형 부재(306)를 회전시키기 위하여 필요한 양만큼 축방향으로 이동하며, 파이형 부재(306)는 필요한 위치로 캠부재(292)를 회전시키기 위해 기어(294)와 맞물리게 된다. 의자가 뒤로 기울어질 때, 오목면(298)들 중의 하나가 시트(32) 및 의자(34)의 후방경사를 제한하기 위해 종동부재(304)에 대한 정지 장치로써 작용한다. 제25도에서 점선으로 표시된 바와 같이, 캠부재(292) 및 아암(302)은 전방경사위치에 시트(32) 및 등받이(34)를 고정하기 위해 회전할 수 있다.
또한, 전방경사 제한장치(313)가 제1-7도에서 보여지는 수평 중간위치를 지나는 시트(32)의 전방경사를 막기 위해 제공된다. 제26-27도에서 가장 잘 보여지는 바와 같이, 회전부재(314)가 하우징(38)의 측벽(251)에 회전가능하게 설치된 하나의 막대(316)에 설치된다. 회전부재(314)는 전방경사 경계면(318) 및 표준 경사 경계면(320)을 갖고 있다. 하나의 아암(322)이 축(250)에 고정 설치되며 단부에 고정된 부하 지지부재(324)를 갖고 있다. 아암(322)은 축(250)의 뒤쪽으로 뻗어 있음으로써, 부하 지지부재(324)가 전방경사 경계면(318) 또는 표준 경사 경계면(320)과조절 가능하게 결합될 수 있다. 제26, 27도에서 보여지는 바와 같이, 축(250)의 최대 시계방향회전, 따라서 시트(32) 및 등받이(34)의 최대 전방 경사 위치가 회전부재(314)의 위치에 의해 결정된다. 표준 및 전방 경사 위치 사이에서 회전부재(314)를 작동시키기 위하여, 하나의 케이블(326)이 회전부재(314)에 부착된다. 케이블부재(326)는 하우징(38)의 측벽(251)에 부착된 안내부재(328)안에서 안내된다. 또한 하나의 스프링(330)이 제26, 27도에서 보여지는 바와 같은 반시계 방향으로 회전부재(314)를 회전시키기 위하여 케이블(326)의 반대편의 회전부재(314) 및 하우징(38)의 측벽(251)에 부착된다. 작동에 있어서, 케이블(326)은 회전부재(314)를 회전시키기 위하여 필요한 양만큼 축방향으로 이동함으로써 부하 지지부재(324)가 제26도에서 보여지는 바와 같은 표준 경사 경계면(320) 또는 제27도에서 보여지는 바와 같은 전방 경사 경계면(318)과 조절 가능하게 결합될 수 있다. 의자가 비어 있을 때 또는 사용자가 앞으로 기대있을 때에는 회전부재(314)가 시트(32) 및 의자(34)의 전방경사를 제한하기 위하여 부하 지지부재(324)에 대한 하나의 정지장치로써 작용한다.
케이블(312, 326)은 시트 프레임(32) 근처의 한 위치로부터 작동되기에 적합하므로, 사용자가 경사제어장치(290, 313)를 조절하기 위해 위에 기댈 필요가 없게 된다. 제28도에서 보여지는 바와 같은 하나의 핸들(332)이 제2링크(50), 시트 프레임(33), 또는 다른 편리한 위치 중 하나에 형성된 하나의 중공(334)안에 회전 가능한 고정을 위해 구성될 수 있다. 따라서, 케이블(312 또는 326)은 단지 핸들(332)을 회전시킴으로써 필요한 양만큼 작동될 수 있다. 또 하나의 방법으로서, 안내부재(336) 및 슬롯(338)이 제29도에서 보여지는 바와 같이 핸들(340)의 미끄럼 운동이 케이블(312 또는 326)을 작동시키도록 하기 위해 제공될 수 있다.
인체 공학적으로 바람직한 위치에 사용자를 편안히 지지하도록 돕는 의자(30)의 또 다른 특징은 시트(32)의 구조이다. 제30-35 도에서 가장 잘 보여지는 바와 같이, 시트(32)의 프레임(33)은 중심구멍(352)을 가로질러 탄성막(210)을 지지한다. 바람직하게도, 프레임(33)은 유리로 채워진 열가소성 폴리에스터로 된 단일 주조물이며, 막(210)은 아래에서 상세히 논의되는 바와 같이 다수의 섞여 짜여진 섬유들을 포함한다. 사용자의 몸체에 적합한 하나의 림을 제공하기 위하여 측면부(52) 및 프레임(33)의 한 후방부(354)가 위로 굽어 있다. 사용자 무릎 근처의 대퇴부의 아래쪽에 미치는 압력을 최소화하기 위하여, 특히 의자(30)가 뒤로 경사질때 프레임(33)의 정면부(356)는 아래로 굽어 있다. 막(210)은 프레임(33)의 정면부(356)위에 있는 유사한 하향 곡면부(357)를 갖고 있다. 사용자의 다리 위에 작용하는 압력을 또한 줄이기 위하여, 폴리우레탄 거품 또는 유사한 물질로 만들어진 하나의 곡선(358)이 프레임의 정면부(356)에 형성된 하나의 홈에 끼워진다.
바람직하게도, 막(210)의 원주 전체가 시트 프레임(33)에 있는 연속채널(364)에 의해 제거 가능하게 수용된 일체 이동부재(362)에 부착된다. 채널(364)은 시트 프레임(33)의 천정면(366)에 형성되며 프레임(33)의 전체 원주둘레에 뻗어 있다. 이동부재(362)가 프레임(33)에 의해 채널(364)안에 고정되어도 이동부재(362)의 아래쪽 위에는 하나의 스트립(367)이 제공되며 프레임(33)에 이동부재(362)를 고정하기 위하여 채널(364)의 저부면 위에는 하나의 연동 스트립(369)이 제공된다. 연동 스트립(367 및 369)은 벨크로와 같은 훅 및 루프형 파스너일 수 있으며 이동부재(362) 및 채널(364)의 원주둘레에 이격된 독립적인 탭들로 구성될 수 있다. 이동부재(362)는 유연하지만 중간정도로 단단한 열가소성 물질, 즉, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PTB), 폴리스티렌 또는 유리로 채원지 폴리프로필렌 등으로 만들어질 수 있다. 막(210)은 아래에서 상세히 기술되는 바와 같이 이동부재(362)와 함께 안으로 주조된다. 따라서, 이동부재(362)는 변형이 가능하지만 채널(364)안에 삽입될 때 막(210)의 필요한 외형을 유지하기 위하여 충분한 강도를 갖고 있다. 이러한 목적을 위해, 이동부재(362)는 프레임(33)의 정면부의 곡률과 유사한 아래로 뻗어 있는 정면부를 포함하는 채널(364)과 같은 외형으로 형성된다.
또한, 이동부재(362)의 천정면(368)은 경계선 둘레의 모든 위치에서 프레임의 천정면(366)의 외형을 따르도록 구성된다. 따라서, 이동부재(362)의 천정면(368)은 아래로 뻗은 정면부(356), 위로 뻗은 측부(52), 및 위로 뻗은 프레임(33)의 후방부(354)와 대응하는 여러 가지 경사를 갖고 있다. 따라서 사용자의 다리가 고정되는 시트의 정면부에서 특히 바람직한 이동부재(362)로부터 프레임(33)까지의 평탄한 이동이 제공된다. 막(210)으로부터 이동부재(362)의 정면부(370)까지의 평탄한 이동을 제공하기 위하여, 막의 둘레는 이동부재(362)의 천정면(368)과 같은 각도로 이동부재(362)의 상부 안쪽 구석(372)에 부착된다. 막(210)의 나머지 부분은 이동부재(362)의 대응하는 천정면(368)과 다른 각도로 이동부재에 부착된 것이 보여진다. 그러나, 이동부재(362)에 막(210)을 부착하는 방법은 막(210)의 주변 및 이동부재(362) 사이의 모든 필요한 진입각을 허용한다.
제36-38 도에서 보여지는 바와 같이, 막(210)은 섬유 재직에 사용되는 다수의 섬유 스트랜드(strand)(376)들로 섞여 짜여진 다수의 탄성중합체로된 홑섬유(elastomeric monofilament)(374)로 만들어진다. 이러한 탄성중합체인 홑섬유(374)들은 폴리에트라메틸렌 테레프탈레이트 폴리스테르 및 폴리테트라메틸렌에테르의 블록 코폴리머로부터 돌출 되어 있다. 이 물질은 이.아이 듀퐁 데네모스(E.I DuPont DeNemours) 회사에서 생산되는 히트렐(Hytrel, 등록상표)이 바람직하며, 디-스케일(D-scale) 위의 55 듀로미터, 특히 히트렐 등급 5544 또는 5556을 갖고 있다. 홑섬유(374)들은 본 기술의 당업자들에게 잘 알려진 표준 산업기술에 의해 형성된다. 성형 공정동안, 홑섬유(374)들은 폴리에테르 분자들이 영향을 받지 않도록 유지하면서 장력 아래 폴리에스테르 분자들을 한 방향으로 향하게 하면서 열처리 된다. 이것은 홑섬유(374)들의 탄성도 및 인장강도를 증가시킨다.
블록 코폴리머는 다음의 성질을 가지는 2350 데니어(denier) 홑섬유들 안으로 돌출되는 것이 바람직하다.
이엑스-120(에이트렐 5556) 롯 에스-2174 성질 개요 5556
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탄성중합체로 된 홑섬유(374)들은 막(210)의 중요한 부하 이동부재들이며 사용자를 안락하게 지지하기 위해 시트(32)의 측부(52)들 사이의 날실방향으로 옆으로 뻗어 있다. 홑섬유(374)들은 사용자의 히프의 형태에 적합하며 의자(30)가 어떠한 경사위치에 있어도 몸체의 자연스러운 이동에 적합하다. 홑섬유(374)들은 막(210)위에 부하를 주기에 앞서 막(210)의 필요한 외형을 유지하기 위하여 6%-9%의 사이에서 미리 연장된다. 더욱이, 이것은 홑섬유(374)들의 최적 특성을 나타낸다. 다수의 탄성중합체 홑섬유들은 또한 시트(32)의 안락함을 증가시킬 수 있는 또 다른 지지를 제공하기 위하여 시트(32)의 후방부분(354) 및 전방부분(356) 사이에서 씨줄 방향으로 세로로 뻗을 수 있다. 탄성중합체 홑섬유 들이 시트(32)의 가로 및 세로 방향으로 제공되면 가로방향의 홑섬유들은 원하는 양만큼 미리 인장될 수 있으며, 세로방향의 홑섬유들은 시트(32)의 필요한 압력 분배를 위해 다른 양으로 미리 인장될 수 있다.
사용자에게 더 큰 안락함을 제공하기 위하여, 탄성을 가진 홑섬유(374)들의 횡단면들은 1.5/1∼2/1 범위의 넓이 대 높이 비를 갖고 있다. 이것은 홑섬유들의 증가된 넓이가 사용자의 지지를 위해 사용자 위에 작용하는 힘들을 분배하는 더 큰 표면적을 제공하기 때문에 더 큰 안락함을 제공한다. 따라서, 사용자는 집중 압력점들과 같은 둥근 홑섬유들과는 대조적으로 각각의 홑섬유(374)들로부터 압력을 더 적게 느끼게 된다. 또한, 홑섬유(374)들의 더 큰 폭은 매력적이며, 종래의 쿠션보다는 차라리 네트 위에 앉아 있다는 느낌을 줄일 수 있는 막(210)의 외관을 더욱 불투명하게 만든다. 또한, 홑섬유(374)들의 횡단면은 작은 마모성 지지를 제공하기 위해 제37, 38도에 보여진 바와 같이 타원형이다. 홑섬유들은 종래의 원형 홑섬유보다 덜 마모되는 여러 가지 다른 횡단면 형태로 만들 수 있다. 홑섬유(374)들을 원하는 타원형으로 만들기 위해 코폴리머 블록이 통과하는 다이들은 팔각형 횡단면을 가질 수 있다. 타원형 홑섬유(374)는약 0.02479 인치의 폭과 약 0.01636인치의 높이 또는 두께를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 치수로 인해 막(210)은 측면방향으로 인치당 24-26 홑섬유들을 갖고 있다.
제36-38도에서, 섬유 스트랜드(376)들은 시트(32)의 씨실방향으로 길게 뻗어 있으며 세 개의 그룹으로 배치되어 있다. 각 스트랜드(376)는 재직된 1500 데니어(denier)의 나일론 또는 폴리에스테르 섬유로된 인접한 홑섬유 다발(376A 및 376B)를 포함한다. 시트(32)의 세로방향으로 추가적인 지지를 제공하기 위하여, 스판덱스 같은 탄성을 가진 홑섬유(378)가 상기 홑섬유(378)의 단사 방출, 공기분사 가공 또는 피복에 의해 각 스트랜드(376)에 합체된다. 홑섬유(378)는 히트렐(Hytrel, 등록상표)과 같은 다른 물질들이 필요한 지지를 제공하기 위해 사용될 수도 있지만, 바람직하게도 이.아이. 듀퐁 데네모우사에서 파는 리크라(Lycra, 등록상표) 홑섬유들이다. 홑섬유(378)는 이 홑섬유(378)들 주위에 섬유 다발(376A 및 376B)을 감싸는 것과 같은 적절한 방법으로 스트랜드(376)들에 고정될 수 있다. 또한, 필요한 수만큼의 홑섬유(378)들이 제공될 수 있다. 스트랜드(376)는 막(210)위에 부과된 부하없이 필요한 막(210)의 외형을 유지하기 위하여 3-5% 연장범위에서 미리 펼쳐질 수 있다. 또한, 스트랜드(376)는 시트의 제2부하 지지부재들이며 스트랜드들이 미리 펼쳐짐으로써 사용자가 막(210)위에 앉을 때 스트랜드(376)의 최적 특성을 나타낼 수 있다. 스트랜드(376)의 밀도는 인치당 약 7-10 스트랜드들 인것이 바람직하다.
제36도에서 보여지는 바와 같이, 스트랜드(376)는 통기를 쉽게 하고 평탄한 시트면을 제공하는 매력적이고 튼튼히 짜여진 방식으로 탄성중합체로 된 홑섬유(374)와 함께 섞여 짜여진다. 스트랜드(376)는 각 그룹의 스트랜드들 사이에서 교차하는 탄성을 가진 홑섬유(374)의 쌍들에 의해 세 그룹으로 유지된다. 예를 들면 스트랜드(376)의 그룹(380 및 382) 사이에서 교차하는 홑섬유(374A 및 374B)가 제36도에서 보여진다. 한 그룹내의 각 스트랜드(376) 사이의 간격을 유지하기 위하여, 홑섬유(374)는 그룹내의 인접 스트랜드들 위, 아래로 교대로 재직된다. 압력 집중에 의해 생기는 격자형 접촉감을 피하기 위하여 다수의 스트랜드(376)가 사용자 위에 작용하는 힘들을 분배하는 비마모성 섬유의 상대적으로 큰 표면적을 제공한다. 더욱이, 재직방법은 열의 축적을 최소화하기 위해 발한 작용을 허용하고 공기 순환을 쉽게 하기 위하여 홑섬유(374) 및 스트랜드(376) 사이의 구멍들을 통해 충분한 통기를 제공한다. 스트랜드(376)의 세로 방향화 및 그룹화는 또한 세로 설계 및 상대적으로 불투명한 외관과 함께 매력적인 시트를 제공한다.
이동부재(362)의 형성 및 이동부재에 대한 막(210)의 부착방법이 제39-48도를 참조하여 이제부터 기술될 것이다. 제39, 40도에서 보여지는 바와 같이, 상부부재(386) 및 하부부재(388)를 가진 하나의 직기(384)가 막(210)을 펼쳐진 상태로 유지하기 위하여 제공된다. 직기(384)의 하부부재(388)는 처음에 스트레칭 장치안에 위치한다. 그 다음 앞서 언급된 재직방식을 가진 막(210)을 하부 직기부재(388)위에 놓이며, 스트레칭 장치의 클램프 부재(390)가 막(210)의 모서들을 고정하며 막(210)을 측면 및 세로 방향을 예정된 만큼 펼치게 된다. 그 다음 상부 직기부재(386)는 펼쳐진 방향으로 막(210)을 유지하기 위해 하부직기부재(388)에 대해 고정된다. 스트레칭 장치의 클램프 부재(390)는 막(210)을 풀며, 직기바깥쪽 막(210)의 여분 모서리 부분(392)은 필요한 양만큼 절단된다.
직기(384)는 이동부재에 의해 한정된 면적보다 더 큰 중심구멍을 가진 반직사각형을 갖고 있다. 직기(384)는 또한 프레임(33)의 아래로 뻗은 정면부(356)의 외형과 유사한 하향 정면부(394)를 갖고 있다. 상부 및 하부 직기부재(386 및 388)은 각각 굽은 강재 튜브(398) 위로 주조된 에폭시, 우레탄, 또는 다른 적당한 유연한 물질과 같은 플라스틱으로 만들어진 프루스토 원뿔형 커버 부재(396)를 갖고 있다. 강재 튜브(398)는 직기부재(386 및 388)에 구조적 지지를 제공하기 위해 제공되며 플라스틱 부재들은 강재 성형도구가 부서지거나 다른 손상을 입는 것을 막기위해 제공된다. 상부 직기부재(386)는 아래로 뻗어 있는 한 쌍의 리지(ridges, 400)를 갖고 있으며 하부직기부재(388)는 한 쌍의 홈(402)을 갖고 있는데 이 홈들은 막(210)을 사이에 고정시킨다. 다수의 클램프 장치들이 또한 직기부재들을 함께 유지하고 막(210)을 펼쳐진 상태로 유지하기 위해 제공된다.
제41-46도에서 보여지는 바와 같이, 성형도구(404)는 상부성형부재(406) 및 하부 성형부재(408)를 갖고 있다. 상부 및 하부 성형부재(406, 408)는 상부 및 하부 직기부재(386, 388)를 수용하기 위해 구성된 대응 홈(410, 412)을 갖고 있다. 성형부재(406, 408)는 또한 성형부재들이 함께 폐쇄될 때 중공(418)을 형성하는 상부 및 하부홈(414, 416)을 갖고 있다. 중공(418)은 이동부재(362)의 필요한 형태 및 윤곽을 가지며 중공(418)의 실질적인 부분은 시트 프레임(33)에 있는 채널의 형태 및 윤곽과 동일하다.
스트레칭 장치의 클램프 부재(390)가 제거되고 막(210)의 여분의 모서리 부분들이 절단된 후에, 직기(384) 및 펼쳐진 막(210)의 조립체는 하부 성형부재(408)안에 배치되기 위해 제거된다. 그 다음 하부 직기부재(388)는 하부 성형부재(406)안의 홈(412)안에 배치됨으로써 막(210)이 제43도에서 보여지는 바와 같이 하부 성형부재(408)의 굽은 내부 돌출부분(420)위로 형성된다. 따라서, 막(210)의 둘레(422)는 하부 성형부재(408)안의 홈(412)위에 필요한 각도로 위치하며 펼쳐진 막(210)은 하부성형부재(408)에 대해 상부 성형부재(406)를 닫기 전에 필요한 윤곽에 도달한다. 그 다음 상부 성형부재(406)는 더 이상의 막의 스트레칭이나 홈(412) 위의 막(210)의 둘레(422)의 위치 변경 없이 하부 성형부재(408)에 대해 닫힌다. 상부 성형부재(406)안의 직기홈(410)은 상부 직기부재(386)를 수용하며, 하부 돌출성형부(408)의 내부 곡선부분(420)과 같은 윤곽을 가진 상부 성형부재(406)의 오목한 내부 곡선부분(424)은 막(210)을 지지한다. 그 다음 가소성 수지가 막(210)의 둘레(422)를 고정하기 위하여 중공(418)안으로 분사된다. 그 다음 상부 및 하부 성형부재(406, 408)은 당겨져 분리되며, 이동부재(362) 및 막(210) 조립체가 제거되고, 이동부재(362) 바깥쪽의 여분의 모서리 부분들이 절단되며, 연동스트립(367)이 이동 프레임(362)의 아래쪽에 접착된다.
제47, 48도는 수지가 중공(418)안으로 분사되는 폐쇄위치에 있는 상부 및 하부 성형부재(406)를 도시하고 있다. 막(210)이 두께를 갖고 있기 때문에 성형부재(406, 408)는 서로 완전히 고정될 수 없다. 홑섬유(374) 및 스트랜드(376)의 재직은 여러 두께의 막(210)을 만들며, 성형부재(406, 408)가 함께 고정될 수 있는 가장 가까운 거리는 막의 가장 두꺼운 부분들에 의해 결정된다. 제47, 48도에서 보여지는 바와 같이, 막(210)의 가장 두꺼운 부분들은 탄성을 가진 홑섬유(374)가 스트랜드(376)의 그룹들 사이에 교차하는 범위에 있다. 성형부재(406, 408)가 교차영역에서 홑섬유(374)에 대해 닫힐 때, 중복되지 않는 스트랜드(376) 및 단일한 홑섬유(374)는 더 작은 두께를 가짐으로써 성형 부재(406, 408) 사이에 하나의 갭(426)이 만들어진다. 수지가 중공(418) 밖으로 새는 것을 막기 위해 갭(426)을 최소화하는 것이 바람직하다. 중첩되는 타원형 홑섬유들의 전체 두께가 중첩되는 원형 홑섬유들의 두께보다 작기 때문에, 성형부재(406, 408)들의 갭(426)을 최소화하여 수지의 누설량을 감소시키기 위해 더 가까이 고정될 수 있다. 더욱이, 전체 두께의 감소는 성형부재(406, 408)가 홑섬유(374) 및 스트랜드(376)에 대한 손상을 감소시키는 막(210)에 대해 고정될 때 스트레스를 더 작게 발생시킨다.
제49-56도는 시트(32)의 대체 실시예들을 도시하고 있다. 이 실시예들은 앞서 기술된 실시예와 유사하기 때문에 제49-56도에서 보여지는 유사한 부분들은 동일한 참고번호로 표시된다. 제49-56도에서, 시트 프레임(33)은 채널은 저부벽(432)을 통해 뻗은 다수의 이격된 슬롯(430)을 갖고 있다. 이동부재(362)는 아래로 뻗어 있는 다수의 이격된 탭(434)을 갖고 있다. 탭(434)은 하단부로부터 바깥쪽으로 뻗어 있는 훅 부분(436)을 갖고 있으며 슬롯(430)은 탭(434)을 수용하기 위해 충분히 크기를 갖는다. 이동부재(362)는 이동부재를 채널(a14)안으로 삽입하고 탭(434)을 슬롯(430) 안으로 끼움으로써 시트 프레임(33)에 고정되며, 훅 부분(436)은 슬롯(430)을 통해 뻗어 있으며 프레임의 아래쪽에 결합된다. 이렇게 이동부재를 프레임(33)에 부착하는 실시예는 시트면을 이동부재에 부착하기 위해 사용되는 방법에 관계없이 이동프레임을 사용하는 모든 형태의 시트에 사용될 수 있다.
제49-56도는 또한 막(210)을 이동프레임(362)에 부착하기 위한 대체 실시예를 도시하고 있다. 예를 들면, 막의 둘레(422)는 이동부재(362)의 천정면에 형성된 중공(442) 안쪽에 압착 끼워 맞춤된 하나의 삽입물(440)과 함께 성형될 수 있다(제49-50도). 막(210)의 둘레(422)는 또한 제 51-56도에서 보여지는 바와 같이 이동부재(362)의저부면(444)에 진동 또는 음파로 용접될 수 있으며, 다수의 톱니부재(446)가 제52도에서 보여지는 바와 같이 막(210)을 더욱 고정시키기 위해 저부면(444)으로부터 아래로 뻗어 있을 수 있다.
바람직하게, 등받이(34)는 탄성 홑섬유들 및 스트랜드들의 필요한 예비 스트레칭 양이 사용자의 등에 대해 요구되는 여러 가지 지지를 반영하여 변할 수 있다 해도 시트(32)와 같은 재질 및 같은 방법으로 구성된다.
시트 및 등받이 막들을 이동부재들에 미리 조립하게 되면 막 및 이동부재 조립체들이 수신 또는 교체를 위해 쉽게 제거될 수 있기 때문에 유지가 쉬워진다. 이러한 구조는 또한 더 큰 제조 융통성을 제공한다. 이동부재들은 시트 또는 등받이 프레임의 구조적 요구조건을 갖지 않기 때문에, 사용 재료는 필요한 부착방법에 따라 사용될 수 있다. 예를 들면, 이동부재의 재료는 막이 이동부재와 함께 삽입 성형되거나 혹은 이동부재에 용접되는 것에 입각하여 선택될 수 있다. 중간강도의 재료는 삽입성형공정 및 막의 예비 스트레칭을 쉽게 하기 위해 사용될 수 있다.
막을 이동프레임에 부착하기 위한 내부 성형공정은 또한 다른 부착방법들에 비해 뛰어난 장점을 제공한다. 예를 들면, 성형중공들의 구조는 프레임 및 이동부재에 설계를 융통성 있게 하는 모든 종류의 외형을 제공하기 위해 변화될 수 있다. 프레임 및 이동부재의 천정면은 이들 사이의 평탄한 이동을 제공하기 위하여 같은 경사도를 가질 수 있다. 막의 모양 및 막이 이동부재에 부착되는 각도는 쉽게 조절될 수 있다. 또한, 내부성형 공정은 상대적으로 작은 채널이 이동부재를 프레임에 부착하기 위해 필요한 조건의 전부이기 때문에 프레임이 더 얇아지는 것을 가능하게 한다.
막은 또한 의자가 모든 경사위치에 있을 때에도 사용자의 몸체의 자연스러운 움직임에 적합한 유연한 지지를 제공한다. 제2-10도는 사용자가 의자에 앉아 있을 때 시트 및 등받이 막의 근사 위치를 나타낸다. 막음 몸체의 근육을 자극하여 척추운동이 척추 디스크들을 수화시키도록 하는 사용자의 미세한 자세 변화들에 대응하기 때문에 피로를 최소화하게 된다.
전방경사위치(제8, 10도)에서, 시트 막(210)은 척추의 적당한 곡률을 보증하는 골반의 전방각을 유지한다. 시트막(210)의 탄성력은 골반을 수평면 위에 유지하면서 사용자 대퇴부를 앞으로 경사지게 함으로써, 사용자에게 의자 밖으로 미끄러지는 듯한 느낌을 주지 않으며 사용자 대퇴부의 아래쪽에 작용하는 전단력을 감소시킨다. 시트 막(210)은 또한 사용자 허리부분을 등받이 막(82)의 굽은 부분(86)에 대해 수동적으로 위치시킨다. 제2-7 및 9도에서 보여지는 중간 및 후방 경사위치에서, 시트막(210)의 탄성력은 둔부가 클수록 시트(32) 및 등받이(34) 사이의 포켓 안으로 더 깊이 삽입됨으로써 등받이 매트의 굽은 부분에 대한 사용자 허리부분의 올바른 위치 선정을 보증한다.
등받이 및 시트막의 기공은 공기가 막을 통해 흘러 사용자의 피부를 환기 시키도록 한다. 이러한 통기성의 제공은 또 다른 의류 층과 같이 작용하는 종래 의자의 직물 위에 사용자가 장시간동안 앉아 있을 때 발생하는 불편한 열의 축적을 감소시킨다.
따라서, 의자(32)의 경사운동과 시트 및 등받이 막의 탄성력은 골반-허리운동을 안정시켜 다리의 교차 및 하향 자세와 관련된 근육운동을 감소시킨다. 또한, 막들은 여러 사용자의 척추의 천골판의 각 변화를 수용한다.
따라서, 본 발명의 최우선 실시예에 따르면, 수용자의 대퇴부 및 몸체 위에 작용하는 전단력들을 줄이고 무릎에서 대퇴부의 아래쪽에 작용하는 압력을 최소화하기 위하여 의자가 기우는 동안 사용자의 몸체에 자연적으로 적합한 의자를 제공한다. 여러 강도의 업무를 수행하기 위해 의자는 사용자의 몸체를 인간공학적으로 바람직한 위치에 자동적으로 지지하며, 의자의 수직 조절범위는 종래 사무용 의자들보다 더 낮은 최저 높이 및 더 높은 최고높이를 허용한다.
본 발명이 우선 실시예들을 참고하여 기술되었지만, 동 분야의 기술자들은 본 발명의 의도 및 영역을 벗어나지 않고 형식 및 세부사항에서 변화가 있을 수 있다는 것을 인지할 것이다. 따라서, 전술한 명세서는 제한보다는 설명적인 것으로 간주되어야 될 것이다. 발명의 영역을 한정하는 것은 모든 동등한 것들을 포함하는 부가된 청구범위이다.

Claims (11)

  1. 의자의 시트를 지지하기 위한 수직으로 조절 가능한 기둥에 있어서, 상기 기둥은:
    지지수단(38)에 장착되고 제1보유수단(124)을 포함하는 외부 안내튜브(110)와;
    상기 외부 안내튜브(110)내에서 미끄럼이 가능하도록 위치하며, 그 길이의 중간에 외부견부(118)와 내부견부(116)를 가지는 중간튜브(114)를 포함하고, 상기 외부견부(118)는 상기 중간튜브(114)의 상향 이동을 제한하기 위해 상승된 위치에 있을 때 상기 제1보유수단(124)과 결합되며; 그리고
    상기 중간튜브(114)내에 미끄럼이 가능하도록 위치하며, 시트 지지수단(38)에 연결된 상부를 가지는 내부 신축튜브(126)를 포함하며, 상기 내부 신축튜브(126)의 상향이동을 제한하기 위해 상승된 위치에 있을 때 상기 중간튜브(114)의 내부견부(116)와 결합하는 제2보유수단(130)을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직으로 조절 가능한 기둥.
  2. 제1항에 있어서, 상기 내부 신축튜브(126)내에 장착된 실린더(134)와 축방향에서 상기 실린더부터 연장하는 피스톤 로드(136)를 가지는 가스 스프링(132)과 상기 외부 안내튜브(110)에 연결된 단부(138)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직으로 조절 가능한 기둥.
  3. 제1항에 있어서, 상기 내부견부(116)가 상기 외부견부(118)의 하단에 위치한 것을 특징으로 하는 수직으로 조절 가능한 기둥.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1보유수단(124)이 상기 외부 안내튜브(110)의 상부에 장착된 칼라(collar)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직으로 조절 가능한 기둥.
  5. 제1항에 있어서, 상기 칼라(124)가 상기 외부 안내튜브(110)의 내경보다 작은 내경을 가지는 것을 특징으로 하는 수직으로 조절 가능한 기둥.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2보유수단(130)이 상기 내부 신축튜브(126)의 바닥위치에 장착된 칼라를 가지는 것을 특징으로 하는 수직으로 조절 가능한 기둥.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1보유수단(124)이 상기 외부 안내튜브(110)의 상부에 장착된 칼라를 포함하고, 상기 제2보유수단(130)이 상기 내부 신축튜브(126)의 바닥에 장착된 칼라를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직으로 조절 가능한 기둥.
  8. 제2항에 있어서, 상기 시트 지지수단(38)이 마루로부터 약 9인치 높이로 낮아질 수 있도록, 상기 시트 지지수단(38) 마루와 상기 외부 안내튜브(110)의 바닥사이의 거리가 대략 1/2인치이고, 상기 외부 안내튜브(110)의 높이가 대략 8과 1/2인치이며, 상기 시트 지지수단(38)이 마루로부터 약 16인치 높이로 상승할 수 있도록, 상기 피스톤 로드(136)의 행정이 약 7인치인 것을 특징으로 하는 수직으로 조절 가능한 기둥.
  9. 제1항에 있어서, 상기 외부견부(118)가 상기 중간튜브(114)의 중간 길이에 위치하는 것을 특징으로 하는 수직으로 조절 가능한 기둥.
  10. 수직으로 조절 가능한 기둥에 있어서:
    지지수단(44)과;
    외부 안내튜브(110)와;
    상기 외부 안내튜브(110) 내에서 미끄럼이 가능하도록 위치하는 중간튜브(114)와;
    중간튜브(114)내에서 미끄럼이 가능하도록 위치하고 상기 지지수단(44)에 연결된 상부를 가지는 내부 신축튜브(126)와;
    상기 외부 안내튜브(110)에 결합되고 상기 지지수단(44)내에 형성된 프러스토 원추(frusto conical)형상의 중공에 결합되는 프로스토 원추 현상의 장착수단을 포함하는 수직으로 조절 가능한 기둥.
  11. 수직으로 조절 가능한 기둥에 있어서,
    지지수단(38)에 장착되며 그 상부에 결합되는 부싱을 가지는 외부 안내튜브(110)를 포함하고, 상기 부싱의 내경은 상기 외부 안내튜브(110)의 내경을 가지며;
    상기 외부 안내튜브(110) 내에서 미끄럼이 가능하도록 위치하며 방사상으로 이격되어 있는 중간튜브(114)를 포함하며, 상기 중간튜브(114)는 하부에 장착된 하부 부싱과 상부에 장착된 상부 부싱을 포함하고, 상기 외부 안내튜브(110) 부싱은 상기 중간튜브(114)에 대해 미끄럼이 가능하게 지지하고, 상기 중간튜브(114)의 하부 부싱은 상기 외부 안내튜브(110)를 미끄럼이 가능하게 지지하며;
    상기 외부 안내튜브(110)와 상기 중간튜브(114), 그리고 상기 외부 안내튜브(110) 부싱과 상기 중간튜브(114) 하부 부싱 사이에 위치하는 제1스페이서(117)를 포함하고, 상기 제1스페이서(117)는 상기 외부 안내튜브(110)의 내경과 상기 중간튜브(114)의 내경 사이에 방사상 거리보다 작은 두께를 가져 느슨하게 끼워지며, 상기 제1스페이서(117)가 외부 안내튜브(110) 내에서 상기 중간튜브(114)가 상향으로 이동하는 것을 제한하도록 상기 부싱을 지지하고;
    상기 중간튜브(114) 내에서 미끄럼이 가능하게 위치하고 방사상으로 이격되어 있는 내부 신축튜브(126)를 포함하고, 상기 내부 신축튜브(126)는 하부에 장착되는 부싱과 상부에 연결되는 시트지지수단을 포함하며, 상기 내부 신축튜브(126) 부싱은 상기 중간튜브(114)를 미끄럼 가능하게 지지하고, 상기 중간튜브(114)의 상부 부싱은 상기 내부 신축튜브(126)를 미끄럼이 가능하게 지지하며;
    상기 내부 신축튜브(126)와 중간튜브(114) 사이 및 상기 중간튜브(114) 상부부싱과 내부 신축튜브(126) 부싱 사이에 위치하는 제2스페이서(125)를 포함하고 상기 제2스페이서(125)는 상기 내부 신축튜브(126)의 외경과 상기 중간튜브(114)의 내경 사이에 방사상 거리보다 작은 두께를 가져 그 사이에 느슨하게 끼워지고, 상기 제2스페이서(125)가 상기 중간튜브(114)내에서 상기 내부 신축튜브(126)가 상방으로 이동하는 것을 제한하도록 상기 내부 신축튜브(126) 부싱과 중간튜브(114) 상부 부싱을 지지하는 것을 특징으로 하는 수직으로 조절 가능한 기둥.
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